闲闲没事的科学家,制造出超过一年都不破的泡泡

只要玩过吹泡泡都知道泡泡相当脆弱,不用戳也会自己啵一声破掉,转瞬即逝就是它们的代名词。但法国里尔大学一群物理学家最近打破了泡泡既定印象,创造出于空气中维持形状不破的泡泡长达465天。因不确定这项研究成果最终有什么应用,只能说这群科学家还挺闲。

一般来说,大气环境有3件事会导致泡泡转瞬即破,第一:重力将气泡膜中的物质排出;第二:随着液体蒸发减少,气泡壁跟着变薄;第三:空气中微小原子核的存在破坏泡泡稳定性。

气泡背后机制总是令物理学家著迷,2016年科学家创建了一个理论模型,试图厘清肥皂泡泡形成的确切机制,发气泡仅会在一定速度以上形成,而这又取决于吹泡泡气流的宽度。

2017年,法国物理学家发现由塑胶微粒制成的壳可以在很小体积内存储加压气体,就像不会破的泡泡,物理学家将这种气泡称为气体弹珠。

2018年,纽约大学应用数学实验室的数学家根据一系列薄肥皂膜实验,带来吹出完美气泡的方法:使用周长3.8厘米的圆孔管子并以每秒6.9厘米的速度吹气。若吹气速度超过上述,则气泡会破裂。

到2020年,物理学家还确定了产生巨大、不易破裂气泡的关键,在于混合不同链长聚合物,由于聚合物链像毛线一样缠绕难以分开,若组合正确,则聚合物可以让肥皂泡泡膜到达“甜蜜点”,此时它既粘稠又富有弹性。

现在,法国里尔大学团队决定探索气体弹珠的寿命可以多长。他们实验3种气泡:肥皂泡、用水制成的气体弹珠、以及用水和甘油制成的气体弹珠。正如预期那般,肥皂泡约1分钟便破掉,然而水/甘油气体弹珠的寿命依据比例不同,可于空气中维持101~465天。

让水/甘油气体弹珠长时间稳定结构的原因之一在于甘油是吸水材料,能从周围环境或大气中吸收水分,避免泡泡干裂,而填充了尼龙颗粒的外壳可以防止重力将气泡膜中的物质排出。

该实验结果说明我们可以从这种材料混合创造出其他全新物体,后者具有我们尚未发现的物理与化学特性。然而实际用途?研究团队并没有介绍,倒是其他科学家提出或许可应用喷雾药剂。

新论文发布在《物理评论流体》(Physical Review Fluids)期刊。

(首图来源:pixabay)